一种非接触式液位检测控制系统的设计与分析-四川理工学院学报.PDF

第２４卷第４期 四川理工学院学报（自然科学版） Ｖｏｌ２４　Ｎｏ４ ２０１１年８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ａｕｇ２０１１  文章编号：１６７３１５４９（２０１１）０４０４６８０４ 一种非接触式液位检测控制系统的设计与分析 田安华，朱 彦 （四川理工学院自动化与电子信息学院，四川 自贡 ６４３０００） 　　摘　要：文章主要介绍非接触式液位检测控制系统在工业液位检测中的应用及实现，由于非接触式 液位传感器使用光电式传感器，因此，介绍了光电式传感器在工业液位检测中的设计和应用及制作，并 对它的响应度、噪声误差分析。 关键词：非接触式液位检测；光电式传感器 ；误差；响应度；噪声 中图分类号：ＴＢ９６ 文献标识码：Ａ 电二极管组成，一般大容器侧壁上都设有一只玻璃管液 引 言 位计，以观测容器内的液位，利用原有的液位计进行液 随着人类进入信息时代，以信息的获取、转换、显示 位取样。玻璃管中没有液体时，其他面相当于一个凹透 和处理为主要内容的检测技术已发展成一门完整的科 镜，对于平行入射光线有散射作用，使管子背后受光很 学技术，在促进生产发展和科技进步的广阔领域内发挥 弱，产生一个暗影，如图１所示： 着重要作用。一个完整的检测系统有传感器、测量电路 和显示记录装置等部分完成信息获取、转换、显示和处 理等功能，当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少 的部分。液位的检测方法可以分为两类：直接测量法 （接触式检测）、间接测量法（非接触式检测）。 １ 非接触式液位检测控制系统检测处理 图１ 玻璃管无水时光线通过情况示意图 而当玻璃管子中充满透明液体时，则形成一个圆柱 １１ 液位检测控制系统的检测方式 透镜，对平行入射光线具有聚焦作用，使管子背后受光 直接测量法（接触式检测）如：差压变送器测量液位 很强，产生一个亮影，见图２所示： 是属于直接测量法，在检测量为挥发液体时有其局限 性。由于Ｐ＝ｇｈ即压强Ｐ与液位ｈ一一对应，所测得 ρ 压差也就可以测得液位的高度。 间接测量法（非接触式检测）有：光电式传感器测 量、电容式传感器测量、超声波传感器测量等多种类型， 对于像水这样既无腐蚀又能导电的液体可用三电极法 图２ 玻璃管充满水后光线通过示意图 实现液位控制，对油、酸、碱等液体，有的不能导电，有的 具有强烈的腐蚀作用，就不能用三电极法，可使用超声 这样，光线的“明”与“暗”，就反映了管中液体的 波传感器。 “有”与“无”，利用这一光学现象，在液位计上加装两个 １２ 光电式液位传感器的设计与应用 光电传感器探测两个高度上的液体有无，实现液位的自 光电液位传感器主要是由玻璃管液位计、光源和光 动检测。 收稿日期：２０１１０５１０ 作者简介：田安华（１９６５），男，四川富顺人，高级实验师，主要从事传感技术、自动化及电子技术方